本實用新型涉及雷電預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種放電現(xiàn)象。它是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，具有極強的破壞性和殺傷力，直接威脅著人們的生命和財產(chǎn)的安全。雷電可以在世界任何地方發(fā)生，甚至發(fā)生在兩極和沙漠地帶，但通常在低緯度的地方（特別是熱帶雨林地區(qū)）會較頻繁地發(fā)生，并且可能每日都會發(fā)生。現(xiàn)在雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，因此有效的對雷電進(jìn)行預(yù)警，并將預(yù)警信息及時精準(zhǔn)的通知到雷電即將發(fā)生區(qū)域內(nèi)的每位居民，對于保證居民生命和財產(chǎn)的安全具有重大意義。

目前市場上的雷電預(yù)警系統(tǒng)多數(shù)采用雷達(dá)技術(shù)，這樣設(shè)計出的雷電預(yù)警系統(tǒng)體積龐大，成本較高，個體用戶無法使用，而且大多數(shù)系統(tǒng)不具備遠(yuǎn)程無線通信功能。另一方面，現(xiàn)在雷電預(yù)警基本上是氣象部門通過部門內(nèi)的大型雷電預(yù)警裝置獲得雷電預(yù)警信息，然后通過媒體或短信的形式通知給雷電即將發(fā)生區(qū)域內(nèi)的居民，這樣的預(yù)警信息傳遞具有延時性，很多居民往往收不到預(yù)警信息，而雷電發(fā)生時來勢兇猛，稍微的延時就有可能造成不可挽回的生命和財產(chǎn)損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，在雷電發(fā)生前檢測到雷電信息，并向用戶手機APP終端、微信終端和手機短信發(fā)送雷電預(yù)警信息提醒，雷電發(fā)生后可以在云端服務(wù)器查看雷電活動的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，包括天線、閃電傳感器、閃電傳感器通信模塊、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、樹莓派、無線通訊模塊和云端服務(wù)器；

所述樹莓派分別和溫濕度傳感器、氣壓傳感器、無線通訊模塊、閃電傳感器通信模塊的輸出端相連；所述閃電傳感器通信模塊的輸入端和閃電傳感器相連；

所述天線設(shè)置在閃電傳感器上，用于獲取雷電信號，并將其傳遞給閃電傳感器；

所述閃電傳感器用于根據(jù)接收到的雷電信號計算出雷電活動的強度和位置，并通過閃電傳感器通信模塊將其傳遞給所述樹莓派；

所述溫濕度傳感用于測量溫濕度的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述氣壓傳感器用于測量氣體壓強的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述樹莓派用于將接收到的雷電活動的強度和位置、溫濕度以及氣體壓強的大小整合成雷電信息，并將其通過無線通訊模塊上傳至所述云端服務(wù)器；

所述云端服務(wù)器和無線通訊模塊基于無線通信，用于存儲接收到的雷電信息，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個終端地址發(fā)送提醒信息。

預(yù)先設(shè)定的終端地址列表可以包括手機APP終端地址、手機微信終端地址及手機短信終端地址。

天線獲取遠(yuǎn)距離雷電信號，并將信號發(fā)送給閃電傳感器，閃電傳感器根據(jù)天線發(fā)來的信號計算出雷電活動的強度和位置，然后通過閃電傳感器通信模塊將相關(guān)信息發(fā)給樹莓派，樹莓派將接收到的閃電傳感器通信模塊傳來的雷電活動的強度和位置信息、溫濕度傳感器傳來的溫濕度大小以及氣壓傳感器傳來的氣壓大小整合成雷電信息，并將其通過無線通訊模塊上傳至云端服務(wù)器，云端服務(wù)器接收和存儲雷電信息，并立即向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個終端地址發(fā)送提醒信息。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述天線采用RLC電路結(jié)構(gòu)。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述閃電傳感器采用AS3935富蘭克林閃電傳感器。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述閃電傳感器通信模塊采用MOD-1016閃電傳感器模塊。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述溫濕度傳感器采用HL-WSD1溫濕度傳感器。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述氣壓傳感器采用MS5607-02BA數(shù)字壓力傳感器。

作為本實用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述樹莓派采用樹莓派2或樹莓派3B型版本。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.直接獲取雷電、溫濕度及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，并立即向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個終端地址發(fā)送提醒信息，使得居民用戶在第一時間知曉雷電活動情況，并及時開展預(yù)防措施，具有實時性，避免了雷電預(yù)警信息傳遞的延時性；

2.云端服務(wù)器存儲雷電信息，為事后查看天氣變化情況和研究本地雷電天氣變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)依據(jù)；

3.采用目前已成熟應(yīng)用的樹莓派作為系統(tǒng)的核心處理器，成本較低，并有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、與云端服務(wù)器通訊難以實現(xiàn)等缺點；

4.能夠準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)雷電活動預(yù)警，系統(tǒng)體積小，方便個體用戶使用。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

樹莓派又稱卡片式電腦，外形只有信用卡大小，卻具有電腦的所有基本功能。樹莓派號稱是世界上最小的臺式機，其實是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD/MicroSD卡為內(nèi)存硬盤，卡片主板周圍有USB接口和一個以太網(wǎng)接口，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能，其操作系統(tǒng)采用的是開源的Linux系統(tǒng)，只需接通電視機和鍵盤，就能執(zhí)行如電子表格、文字處理、玩游戲、播放高清視頻等諸多功能。

如圖1所示，本實用新型提供了一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，包括天線、閃電傳感器、閃電傳感器通信模塊、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、樹莓派、無線通訊模塊和云端服務(wù)器；

所述樹莓派分別和溫濕度傳感器、氣壓傳感器、無線通訊模塊、閃電傳感器通信模塊的輸出端相連；所述閃電傳感器通信模塊的輸入端和閃電傳感器相連；

所述天線設(shè)置在閃電傳感器上，用于獲取雷電信號，并將其傳遞給閃電傳感器；

所述閃電傳感器用于根據(jù)接收到的雷電信號計算出雷電活動的強度和位置，并通過閃電傳感器通信模塊將其傳遞給所述樹莓派；

所述溫濕度傳感用于測量溫濕度的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述氣壓傳感器用于測量氣體壓強的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述樹莓派用于將接收到的雷電活動的強度和位置、以及溫濕度和氣體壓強的大小整合成雷電信息，并將其通過無線通訊模塊上傳至所述云端服務(wù)器；

所述云端服務(wù)器和無線通訊模塊基于無線通信，用于存儲接收到的雷電信息，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個終端地址發(fā)送提醒信息。

在本實施例中采用RLC電路結(jié)構(gòu)作為天線（不局限于此結(jié)構(gòu)）。

閃電傳感器，在本實施例中采用AS3935富蘭克林閃電傳感器（不局限于此種傳感器），可以根據(jù)天線發(fā)來的信號探測附近是否存在和可能即將發(fā)生的危險雷電活動并根據(jù)雷電信號計算出雷電活動的強度和位置，可探測的閃電活動距離最遠(yuǎn)可達(dá)40km，該傳感器還能識別并抑制來自常見人為產(chǎn)生的干擾信號并可在室內(nèi)及室外工作。

閃電傳感器通信模塊，在本實施例中采用MOD-1016閃電傳感器模塊（不局限于此通信模塊），該模塊可以通過SPI或I2C總線協(xié)議來實現(xiàn)閃電傳感器與樹莓派的數(shù)據(jù)通信。

溫濕度傳感器，在本實施例中采用HL-WSD1溫濕度傳感器（不局限于此種傳感器），濕度范圍0～100%不凝結(jié)，濕度精度：±2%RH，溫度范圍：-50～150℃，溫度精度：±0.1℃，可應(yīng)用于氣象觀測、環(huán)境控制和過程控制等領(lǐng)域中。

氣壓傳感器，在本實施例中采用MS5607-02BA數(shù)字壓力傳感器（不局限于此類傳感器），是一款基于SPI和I2C總線接口的高分辨率氣壓傳感器，分辨率可達(dá)到20cm，可應(yīng)用于氣象站或天氣預(yù)報機。

樹莓派，在本實施例中采用樹莓派2或樹莓派3B型版本（不局限于此兩種樹莓派版本）。

云端服務(wù)器，在本實施例中采用網(wǎng)絡(luò)運營商提供的穩(wěn)定的云服務(wù)器（不局限于此，也可自建服務(wù)器）。

云端服務(wù)器不需要特別大的存儲空間，因為該系統(tǒng)只在有雷電活動時才會檢測到并獲取雷電及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，日常無雷電活動時是不上傳數(shù)據(jù)到云端服務(wù)器的，從而減少了云端服務(wù)器的工作量，節(jié)約預(yù)警系統(tǒng)的成本。

本實用新型直接獲取雷電、溫濕度及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個終端地址發(fā)送提醒信息，使得居民用戶在第一時間知曉雷電活動情況，并及時開展預(yù)防措施，具有實時性，避免了雷電預(yù)警信息傳遞的延時性；云端服務(wù)器存儲雷電信息，為事后查看天氣變化情況和研究本地雷電天氣變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)依據(jù)；且采用目前已成熟應(yīng)用的樹莓派作為系統(tǒng)的核心處理器，成本較低，并有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、與云端服務(wù)器通訊難以實現(xiàn)等缺點；此外，能夠準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)雷電活動預(yù)警，系統(tǒng)體積小，方便個體用戶使用。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本實用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。